Дайте определение приоритетного и двоичного шифратора. Объясните назначение и принципы их функционирования. Приведите способы наращивания размерности шифратора.

Двоичные шифраторы выполняют операцию, обратную по отношению к операции дешифратора: они преобразуют код "1 из N" в двоичный. При возбуждении одного из входов шифратора на его выходе формируется двоичный код номера возбужденной входной линии. Полный двоичный шифратор имеет 2ⁿ входов и n выходов.

Приоритетные шифраторы выполняют более сложную операцию. При работе ЭВМ и в других устройствах часто решается задача определения приоритетного претендента на пользование каким-либо ресурсом. Несколько конкурентов выставляют свои запросы на обслуживание, которые не могут быть удовлетворены одновременно. Нужно выбрать того, кому предоставляется право первоочередного обслуживания. Простейший вариант решения указанной задачи - присвоение каждому источнику запросов фиксированного приоритета. Например, группа из восьми запросов R₇...R₀ (R от английского Request) формируется так, что высший приоритет имеет источник номер семь, а далее приоритет уменьшается от номера к номеру. Самый младший приоритет у нулевого источника - он будет обслуживаться только при отсутствии всех других запросов. Если имеются одновременно несколько запросов, обслуживается запрос с наибольшим номером.

Приоритетный шифратор вырабатывает на выходе двоичный номер старшего запроса.

Легко видеть, что при наличии всего одного возбужденного входа приоритетный шифратор работает так же, как и двоичный.

Поэтому в сериях элементов двоичный шифратор как самостоятельный элемент может отсутствовать. Режим его работы - частный случай работы приоритетного шифратора.

Указатели старшей единицы решают в сущности ту же задачу, что и приоритетные шифраторы, но вырабатывают результат в иной форме - в виде кода "1 из N". Таким образом, при наличии на входах нескольких возбужденных линий (запросов) на выходе будет возбуждена лишь одна, соответствующая старшему запросу. Число входов в этом случае равно числу выходов схемы. Указатели старшей единицы применяются в устройствах нормализации чисел с плавающей точкой и т. д.

В промышленных сериях элементов имеются шифраторы приоритета для восьмиразрядных и десятиразрядных слов. Функционирование их отображается в табл.2.2.

Таблица 2.2

Таблица полностью характеризует работу приоритетного шифратора при всех возможных комбинациях сигналов: EI - сигнала разрешения работы данного шифратора; ЕО - сигнала, вырабатываемого на выходе данного шифратора при отсутствии запросов на его входах для разрешения работы следующего (младшего) шифратора при наращивании размерности шифраторов; G - сигнала, отмечающего наличие запросов на входе данного шифратора; R₇...R₀ - запросов на входах шифратора; а₂...а₀ - значений разрядов выходного двоичного кода, формирующего номер старшего запроса. Все перечисленные сигналы формируются при условии EI = 1 (работа шифратора разрешена). При EI = 0 независимо от состояний входов запросов все выходные сигналы шифратора становятся нулевыми.

Из таблицы можно получить следующие выражения для функций а₂, a₁, а₀, ЕО, G

Повторным применением к каждой из функций a_i (i = 2, 1, 0) известного соотношения алгебры логики можно упростить их и получить выражения

которые определяют внутреннюю структуру шифратора приоритета в его основной части.